锂电池汽车着火原因有哪些?
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锂电池汽车着火通常发生在以下四种情况:
1)充电过程中燃烧;2)电池行驶或放置过程中发生的燃烧;3)汽车事故引发的燃烧;4)涉水引发的燃烧。这四种场景中,充电过程中的燃烧是最为常见的。
锂电池汽车着火原因可以概括为以下三类:
(1)机械电气问题,如碰撞、穿刺、浸水、引燃等。碰撞会导致锂电池内部结构损坏或外壳破损,严重情况下会导致锂电池的电极暴露在空气中;穿刺会导致隔膜破损,导致内部短路;浸水后若水进入电池,会与锂发生剧烈的化学反应。
(2)电化学和产品质量问题,比如过充过放、过热、内部短路。过充过放容易造成膨胀鼓包、电极析锂刺破隔膜等;过热可能由于热管理失效引起,短时间内电池释放大量热量导致热失控;内部短路则是由于内部结构破损引起。
(3)厂商和消费者的问题,如厂商为了减少成本,降低生产安全要求,偷工减料,防护措施不到位,或是为了追求补贴,缩短电池产品测试验证时间,技术验证周期偏短导致了技术验证不足、工程解决方案不成熟。而消费者私自改装,使用和保养不当,也会增加电池着火风险。
如何解决目前锂电池汽车的着火问题?
(1)高安全性的固态电池技术:固态电池最大优点是电解质为固体,没有漏液、挥发、膨胀的风险,其高机械强度能够阻止锂枝晶穿透造成内部短路,并且可以将负极的锂与空气隔绝,可以大幅提高安全性能,从而解决锂电自燃问题。
(2)提高BMS,热管理系统水平:通过持续性提高BMS水平可以解决电池过充过放问题,改进热管理系统可以解决电池过热问题,从而解决锂电自燃问题。例如增加电池的监控传感器,空冷系统改为水冷等。
(3)加强产品监管和追责力度:加强电池产品、汽车产品出厂安全检测,提高事故追责力度可以大幅降低厂商生产方面的问题。尽可能杜绝锂电自燃问题。
综上,未来固态电池技术能否解决当前电池着火的问题,要取决于技术水平、厂家品控、监管力度等各方面因素。
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一、锂电池起火的原因
引起锂电池着火的本质是电池内的热量未能按照设计的意图进行释放,引起内外燃烧物的燃点后起火,引起的原因主要有外部短路、外部高温和内部短路。
1、内部短路:由于电池的滥用,如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂质灰尘等,将恶化生成刺穿隔膜,产生微短路,电能量的释放导致温升,温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径,形成了更大的短路电流,这种互相累积的互相增强的破坏,导致热失控。
2、外部短路:以电动汽车为例。实际车辆运行中发生危险的概率很低,一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS,二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下,短路点越过整车熔断器,同时BMS失效,较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁,很少导致电池发生热失控事件。现在,比较多的PACK企业采用了回路中加熔断丝的做法,更能有效的避免外短路引发的危害。
3、外部高温:由于锂电池结构的特性,高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏作用,其后果是导致电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。
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动力电池能量密度提升太快,存在安全隐患
这几年,国家对于动力电池的能量密度逐年都提出了很高的技术要求,很多动力电池企业纷纷上马高能量密度的动力电池,新能源主机厂为了能够尽快上市全新车型,拿到更多的国家补贴,整车安全性还是存在较高隐患的。从这个角度来说,越来越多的自燃事件也是可以理解的。
快充技术发展,导致充电自燃发生
大功率快充技术慢慢普及之后,越来越多的车型开始选择大功率快充,但很多动力电池的BMS系统还是无法处理快充导致的过热现象,最终导致充电自燃情况的发生。充电安全需要车端、电网端和充电桩端三方共同努力解决才行,否则冒然上马大功率快充技术,还是会有很大的安全隐患的。
根据以上的分析,车主在使用纯电动汽车的过程中,还是要注意以下几点:
1. 在选择充电时,尽量以慢充为主,快充为辅;
2. 平时开车过程中,尽量避免不要让底盘磕碰,如发生磕碰情况,还请到正规4S店进行检查。
提升动力电池的安全稳定性,提高电池管理系统的处理努力以及积极完善和优化大功率快充技术,综合提高电动汽车的整车安全性,这是当下电动汽车企业需要重点关注的。不管其他配置多么花里胡哨,电动汽车的安全底线必须坚守。
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